发生变化促使两个次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级线圈反向串接(同名端连接)，在另两端就能引出差动电势输出，其输出电势的大小反映出被测体的移动量。

三、需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双线示波器、差动变压器，音频振荡器、直流稳压电源、数字电压表。 四、实验步骤：

1、根据图3-1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。

、在模块上如图3-2接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的Lv端子输出，调节音频振荡器的频率旋钮，输出频率为4～5KHz(可用主控箱的数显频率表来监测)。调节幅度旋钮使输出幅度为Vp-p=2V~5V之间，(可用示波器监测）,将差动变压器的两个次级线圈的同名端相连。注：判别初次级线圈及次级线圈同名端的方法如下：设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端，按图3-

2接线。当铁芯左、右移动时，分别观察示波器中显示的初、次级线圈波形，当次级波形输出幅值变化很大，基本上能过零点，而且相位与初级圈波形比较能同相和反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别，直到正确为止。3-2图中(1)、(2)、(3)、(4)为模块中的实验插座。

3、将测微头旋至10mm处，活动杆与传感器相吸合，调整测微头的左右位置，使示波器第二通道显示的波形值Vp-p为最小，并将测量支架顶部的镙钉拧紧，这时可以进行位移性能实验，假设其中一个方向为正位移，则另一方向为负位移。从Vp-p最小处开始旋动测微头，每隔0.2mm从示波器上读出电压Vp-p值并填入表(3-1)，再从Vp-p最小处反向旋转测微头，重复实验过程。在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。 表(3-1)差动变压器位移ΔX值与输出电压Vp-p数据表

4、实验过程中差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压。根据表3-1画出Vp-p—X曲线（注意：X-与X+时的Vp-p相位），分析量程为±1mm、±3mm时的灵敏度和非线性误差。 五、思考题：

1、差动变压器的零点残余电压能彻底消除吗？ 2、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？

实验十一 激励频率对差动变压器特性的影响

一、实验目的：了解初级线圈激励频率对差动变压器输出性能的影响。

二、基本原理：差动变压器输出电压的有效值可以近似用关系式：4、实验过程中差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压。根据表3-1画出Vp-p—X曲线（注意：X-与X+时的Vp-p相位），分析量程为±1mm、±3mm时的灵敏度和非线性误差。 五、思考题：

1、差动变压器的零点残余电压能彻底消除吗？ 2、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？

实验十一 激励频率对差动变压器特性的影响

一、实验目的：了解初级线圈激励频率对差动变压器输出性能的影响。 二、基本原理：差动变压器输出电压的有效值可以近似用关系式：

表示，式中Lp、Rp为初级线圈电感和损耗电阻，Ui、ω为激励电压和频率，

M1、M2为初级与两次级间互感系数，由关系式可以看出，当初级线圈激励频

率太低时，若Rp2>>ω2L2P，则输出电压U0受频率变动影响较大，且灵敏度较低，只有当ω2L2P>> Rp2时输出U0与ω无关，当然ω过高会使线圈寄生电容增大，对性能稳定不利。 三、需用器件与单元：与实验十相同。 四、实验步骤：

1、差动变压器安装及接线参考实验十。

2、选择音频信号输出频率为1KHz，幅度调节在2~5Vp-p内，从LV端输出，移动传感器铁芯至中间位置（即输出信号最小时的位置）。 3、旋动测微头，每间隔0.2mm在示波器第二通道上读取信号电压的Vp-p值，填入（3-2）。 4、保持输入信号幅度不变，分别改变激励频率为3KHz、5KHz、7KHz、9KHz，重复验步骤③，将结果记入表（3-2）

表3-2：不同激励频率时输出电压(峰-峰值)与位移X的关系。

作出每一频率时的Vp-p-X曲线，并计算其灵敏度S，并作出灵敏度与不同激励频率的关系曲线。

实验十二 差动变压器零点残余电压补偿实验

一、实验目的：了解差动变压器零点残余电压的补偿方法。 二、基本原理：由于受到差动变压器二只次级线圈的等效参数不对称、线圈的排列不匀、不一致、铁芯B-H特性的非线性等因素的影响，因此在铁芯处于差动变压器线圈中间位时实际输出电压并不为零。这个电压称为零点残余电压。

三、需用器件与单元：音频振荡器、测微头、差动变压器、差动变压器实验模板、示波器。 四、实验步骤：

1、按图3-1安装好差动变压器并按图3-3接线，音频信号源从Lv插口输出，实验模R1、C1、Rw1、Rw2为电桥平衡网络。

2、利用示波器调整音频振荡器输出幅度为2V~5V峰-峰值，频率为4-5KHz之间。 3、调整测微头，使差动放大器输出电压最小。 4、依次调整Rw1、Rw2，使输出电压降至最小。

5、将第二通道的灵敏度提高，观察零点残余电压的波形，注意与第一通道激励电压相比较。 6、从示波器上观察并记录下，差动变压器的零点残余电压值。(注：这时的零点残余电压经放大后的零点残余电压)。

7、拆去R1、C1与电路的联线观察并记录下示波器的信号值，比较一下与上述（6）的结有什么不同？

五、思考题：

1、请分析经过补偿后的零点残余电压波形。 2、本实验也可用图3-4所示线路，请分析原理。

实验十三 差动变压器的应用—振动测量实验 （建议先做P65、P66的两项附加实验）

一、实验目的：了解差动变压器测量振动的方法。 二、基本原理：与测量位移的原理相同。

三、需用器件与单元：音频振荡器、低频振荡器、差动变压器实验模板、移相/相敏波/滤波模板、数显单元、示波器、直流稳压电源，振动源(2000型)或振动测量控制仪（900型）。 四、实验步骤：

1、将差动变压器按图3-5安装在振动台上，并用手按压振动台，不能使差动变压器活动杆有卡死的现象，否则必须调整安装位置。

2、按图3-6接线，并按以下步骤操作：(1)检查接线无误后，合上主控箱电源开关，用示波器观察音频振荡器Lv端的Vp-p值，调整音频振荡器幅度旋钮使Vp-p=4V,频率调整在5KHz。(2)用示波器观察相敏检波器的输出，调整传感器连接支架高度，使示波器显示的波形幅值为最小。(3)仔细调节Rw1和Rw2使示波器(相敏检波输出)显示的波形幅值更小，基本为零。(4)用手按住振动平台(让传感器产生一个大位移)仔细调节移相器和相敏检波器的旋钮，使示波器显示的波形为一个接近全波的整流波形。(5)松手后，整流波形消失变为一条接近零点的直线(否则再调节Rw1和Rw2)。将低频振荡器信号接入振动源的输入端，调节振动幅度旋钮和频率旋钮，使振动平台振动较为明显，用示波器观察放大器、相敏检波器及低通滤波器的输出端波形。